miércoles, 28 de mayo de 2014

Controlar y aprovechar la energía de un huracán y volcán en erupción ¿Es posible?

   Sin duda es grande  la cantidad de  energía con la que un huracán que destroza pueblos y ciudades costeras y volcanes en erupción que arrojan ríos de lava y destrozan a su paso pueblos y ciudades también. ¿Será posible que podamos controlar estos fenómenos de la naturaleza?
  Las Figuras 1 y 2 muestran los tipos de energía que traen estos dos fenómenos naturales.

Figura 1. Un huracán trae consigo mucha energía del tipo cinética.



 Figura 2. La explosión de un un volcán trae consigo energía de reacciones químicas junto con energía de tipo de transformaciones físicas de la materia, y la lava del tipo de energía térmica, calor latente que podría ser transferido.

¿Cómo podríamos usar estos tipo de energía y transformarlas en energía mecánica y luego eléctrica para nuestro beneficio?

Demos respuesta sencillas:

Para los aire huracanado la energía cinética la podemos transformar en mecánica y luego en eléctrica usando un aerogenerador, como se muestra en la Figura 3.
Figura 3 El aerogenerador convierte la energía cinética del aire en energía mecánica y luego eléctrica.
¿Pero, cuál es el problema? ¿Por qué no se usan aerogeneradores en los huracanes?

El problema es el que el  fluido (el aire) se comporta en regimen de flujo turbulento. El flujo laminar forma vectoras de velocidad (del fluido) en una sola dirección y la velocidad no es alta,  de tal manera que el número de Reynolds (Re) que es Re= velocidad* Distancia característica que contiene el fluido* la densidad del fluido/Viscosidad del fluido, es pequeño, como de 2100 dentro de tubos, y los fluidos turbulentos los vectores de velocidad no son en una sola dirección y sentido y son de mayor magnitud y el Re es mucho mayor. La figura 4 muestra la diferencia de los tipo de regimen de fluidos dentro de un tubo.

Figura 4.- Fluido en regimen laminar y regimen turbulento.


Los vectores de velocidad del aire (fluido) de un huracán son del tipo turbulento y como se fijan en la Figura 3 los aerogeneradores están diseñados para fluidos más del tipo laminar. En el  flujo turbolento los vectores de velocidad del fluido (el aire) tienen diferente dirección y por eso es difícil usarlo en un aerogenador.

La temperatura del magma expulsado por el volcán, es muy alta tanto que funde sólidos ¿Se puede aprovechar la cantidad de calor para ser intercambiado y aprovechado?

Figura 5.- Un volcan arroja material incandesente de 1200 a 900 C y además gases y partículas a la atmosfera.

¿Que solución propones?

Yo doy una, diseñar aerogeneradores para fluidos turbulentos, muy especificamente el tipo de regimen que se forman en un huracán. Puede ser un comienzo. ¿Qué piensas?.














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